[发明专利]一种LED晶圆片的激光切割装置

说明书

本发明公开了一种LED晶圆片的激光切割装置，所述装置包括：超快激光器、激光传输组件、无衍射光束产生模块、聚焦物镜、视觉检测装置、以及运动平台；视觉检测装置位于聚焦物镜上部，运动平台位于聚焦物镜下部用于承载LED晶圆片，聚焦物镜为视觉检测装置的成像物镜；超快激光器发出超短脉冲激光束，经过激光传输组件进行整形获得高精度圆形光斑，然后入射无衍射光束产生模块生成无衍射光束，再经过聚焦物镜聚焦形成用于预分割LED晶圆片的加工光束。本发明可有效避免传统激光切割造成的斜裂、背崩、大小边等缺陷，也可解决直接形成的无衍射光束划片时的电极面破坏问题。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种LED晶圆片的激光预分割方法及装置。

背景技术

LED作为新一代照明技术，以其节能环保、高效低能耗的特点被广泛应用于国民生活的众多领域，其中LED光源取代传统光源可将能源消耗降低50％以上，因此该技术的发展对于我国的商业发展及人民生活水平的提高有重要意义。蓝宝石基板作为LED行业最广泛应用的材料之一，其晶体特性(具体表现为相互垂直的易切割与难切割两个方向)使晶圆片分割成单个器件后有一定的斜裂并可能影响最终的良品率和单个器件的性能。与传统的机械划刻分割成单个器件相比，激光隐切划片技术属非接触式加工且凭借其众多优势迅速占领市场。具体优势包括：可干净整齐的划刻目前以蓝宝石、硅、碳化硅等为基板的所有LED，可减少崩边、微裂纹等划片缺陷，划刻线窄、能提高同面积下晶圆片分割单个器件的数量，可操作性强且效率高、能降低生产成本等。但目前LED行业所采用的激光隐切划片技术使用激光器直接输出的高斯光束，仍然存在一定的不足，如划片后的良品率仍有较大提升空间、改质层裂纹扩展导致器件性能下降、切割后斜裂角大等问题。

而随着LED行业的发展与市场需求的不断增长，其对目前广泛采用的激光晶圆划片技术提出了更多的要求，传统高斯光束隐切划片已不足以满足该领域发展的应用需求。如适用于不同行业应用的特殊形状与尺寸的光器件得到越来越多的应用，分割预定线与单个器件的尺寸不断被减小以提高产出数量，良品率及分割后单个器件的性能要求越来越高等，这都对划片后的改质层形态、斜裂角、电极面损伤等有了更高的标准。本领域内关于LED晶圆片激光切割的研究也越来越多，如发明专利CN102194931A公开了一种通过改善激光加工后改质层的方法提高分割后光器件的发光亮度，发明专利 CN1575909A与CN103537805A提出通过多光点或多次加工增加激光改质层的方法以获得更优的分割效果。以上文件均体现出改质层优化对于LED晶圆片分割所起的重要作用，也为激光划片技术的提升指明了方向。

与高斯光束相比，无衍射光束具有延传播方向不发散、中心光斑极小、传播时遇到障碍物后可自愈等特性，将其应用于LED晶圆划片有望获得成型更加规整的改质层，也可划刻更窄切割道的晶圆片，可为激光隐切技术的发展注入新动力。采用传统高斯光进行内部改质由于其改质层极窄，容易导致切割后断面出现较多裂纹且斜裂角大；而采用无衍射光束进行切割时凭借其改质层宽度更大的特点可实现更高质量断面的切割；但正常状态下的无衍射光束进行切割时因其形成方式及光束特性(正常情况下无衍射光束传播方向上的前后端能量较低，这部分能量对基板划片无益)极易导致低损伤阈值的电极面受到破坏。这种现象在切割LED蓝宝石基底的CH1面由于小点间距及更大脉冲能量输入表现的更加明显。所以如何充分发挥无衍射光束的优势并避免其缺点将其应用于LED晶圆划片至关重要。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种LED晶圆片的激光预分割方法及装置，从而克服采用现有的LED晶圆片预分割方法容易造成的斜裂、背崩、大小边等缺陷，以及破坏电极面的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种LED晶圆片的激光预分割装置，其中，包括：超快激光器、激光传输组件、无衍射光束产生模块、聚焦物镜、视觉检测装置、以及运动平台；